第三章 第1课时　牛顿运动定律的理解与应用-【优化指导】2026年物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版）

高考总复习 物理 第三章　运动和力的关系 第1课时　牛顿运动定律的理解与应用 第三章　运动和力的关系 四年考情研究 一、牛顿第一定律　惯性 1．牛顿第一定律：一切物体总保持__________________状态或______状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 2．牛顿第一定律的意义 (1)提出惯性的概念：牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性，惯性是物体的一种固有属性； (2)揭示了力与运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。 匀速直线运动 静止 夯实必备知识 3．惯性 (1)定义：物体具有的保持原来__________________状态或______状态的性质。 (2)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性___，质量小的物体惯性___。 (3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况______。 匀速直线运动 静止 大 小 无关 夯实必备知识 4．惯性的两种表现形式 (1)当物体不受力或所受合力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态不变； (2)当物体所受合力不为零时，惯性表现为抗拒运动状态改变的“能力”。 夯实必备知识 二、牛顿第二定律 1．内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成______，跟它的质量成______，加速度的方向跟作用力的方向______。 2．表达式：F＝______。 正比 反比 相同 ma 夯实必备知识 3．适用范围 (1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面__________或__________________的参考系。 (2)牛顿第二定律只适用于_________物体(相对于分子、原子等)、______运动(远小于光速)的情况。 静止 匀速直线运动 宏观 低速 夯实必备知识 三、力学单位制 1．单位制：______单位和______单位一起组成了单位制。 2．基本单位：基本物理量的单位。基本物理量共七个，其中力学有三个，是______、______、______，单位分别是___、______、___。 3．导出单位：由基本物理量根据____________推导出来的其他物理量的单位。 基本 导出 长度 质量 时间 米 千克 秒 物理关系 夯实必备知识 教材原型1► 人教必修第一册P95“思考与讨论”： 取质量的单位是千克(kg)，加速度的单位是米每二次方秒(m/s2)，根据上述牛顿第二定律中加速度与力、质量的关系，我们应该怎样确定力的单位？ 夯实必备知识 模型对接1►（2024·浙江1月选考）下列属于国际单位制基本单位符号的是（　　） A.s　　　B．N　　　C．F　　　D．T 解析：国际单位制中的基本单位分别是：长度的单位米，符号m；质量的单位千克，符号kg；时间的单位秒，符号s；电流的单位安培，符号A；热力学温度的单位开尔文，符号K；物质的量单位摩尔，符号mol；发光强度的单位坎德拉，符号cd，A正确。 A 夯实必备知识 教材原型2► 人教必修第一册P114T9： 9．某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直上下电梯运行时的加速度。 …… 夯实必备知识 模型对接2► (2024·全国甲卷)学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为9.8 m/s2。 夯实必备知识 (1)电梯静止时测力计示数如图所示，读数为______N(保留1位小数)； (2)电梯上行时，一段时间内测力计的示数为4.5 N，则此段时间内物体处于______________(填“超重”或“失重”)状态，电梯加速度大小为______m/s2(保留1位小数)。 答案：(1)5.0　(2)失重　1.0 夯实必备知识 解析：(1)由题图可知弹簧测力计的分度值为0.5 N，则读数为5.0 N。 (2)电梯上行时，一段时间内测力计的示数为4.5 N，小于物体的重力，可知此段时间内物体处于失重状态； 根据G＝mg＝5.0 N，根据牛顿第二定律有mg－T＝ma，代入数据联立解得电梯加速度大小a≈1.0 m/s2。　 夯实必备知识 考点一　牛顿第一定律的理解和应用 1．(对惯性的理解和应用)如图甲和乙，是踩香蕉皮摔倒和一名骑行的人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的照片。下面是从物理的角度去解释这两种情境，其中正确的是(　　) C 提升关键能力 A．图甲中踩了香蕉皮摔倒是因为人的惯性变小了 B．图乙中人和车摔倒是因为雨天路面太滑 C.踩香蕉皮摔倒是因为下半身速度大于上半身的速度 D．自行车行驶速度越大，其惯性越大，所以造成人车倒地现象 提升关键能力 解析：题图甲中踩了香蕉皮摔倒是因为人的脚受到的摩擦力突然变小，下半身加速运动，脚向前滑，由于惯性，上半身还保持原来的运动状态，所以人会向后倾倒，A错误，C正确；题图乙中人和车摔倒是因为车的前轮陷入水坑后前轮立刻停止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车将向前倾倒，而不是因为雨天路面太滑，B错误；惯性只与物体的质量有关，与速度大小没有关系，D错误。 提升关键能力 2．(对惯性的理解和应用)大型油罐车内的油在运输过程中极易发生涌动，为了防止油涌动导致车体重心急剧变化的危害，在油罐车内部设置了一些固定挡板，如图所示。下列说法错误的是(　　) B 提升关键能力 A．油罐车匀速向左拐弯时，油罐内的油将涌动到油罐的右侧 B．油罐车在设置挡板后，减小了油的惯性，使油不容易发生涌动 C.油罐车在匀速前进的过程中突然刹车，挡板可以减弱油向前的剧烈涌动 D．油罐车在平直道路上匀速前进时，即使没有挡油板，油也几乎不会涌动 提升关键能力 解析：油罐车匀速向左拐弯时，由于惯性油罐内的油将涌动到油罐的右侧，A正确；惯性取决于物体的质量，设置挡板并没有改变油的质量，因此没有改变油的惯性，B错误；油罐车在匀速前进的过程中突然刹车，由于惯性油向前剧烈涌动，设置挡板并不能改变油的惯性，但能减弱油向前的剧烈涌动，C正确；油罐车在平直道路上匀速前进时，由牛顿第一定律可知，即使没有挡油板油也几乎不会涌动，D正确。 提升关键能力 考点二　牛顿第二定律的理解和应用 考向1　牛顿第二定律的理解和应用 提升关键能力 [例1] (多选)(2022·湖南卷)球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为M。飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率的平方成正比(即F阻＝kv2，k为常量)。当发动机关闭时，飞行器竖直下落，经过一段时间后，其匀速下落的速率为10 m/s；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为5 m/s。重力加速度大小为g，不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化，下列说法正确的是(　　) BC 提升关键能力 提升关键能力 提升关键能力 提升关键能力 考向2　如何解答瞬时加速度问题 提升关键能力 [例2] (2025·陕西高考综合改革适应性演练)如图所示，质量均为m的两个相同小球甲和乙用轻弹簧连接，并用轻绳L1、L2固定，处于静止状态，L1水平，L2与竖直方向的夹角为60°，重力加速度大小为g。则(　　) C 提升关键能力 提升关键能力 分析瞬时加速度问题的思维方法 提升关键能力 提升关键能力 3．(瞬时加速度问题)(2024·湖南卷)如图所示，质量分别为4m、3m、2m、m的四个小球A、B、C、D，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为(　　) A．g，1.5g B．2g，1.5g C．2g，0.5g D．g，0.5g A 提升关键能力 解析：剪断前，对B、C、D分析，有FAB＝(3m＋2m＋m)g，对D分析，有FCD＝mg；剪断后，对B分析，有FAB－3mg＝3maB，解得aB＝g，方向竖直向上，对C分析，有FDC＋2mg＝2maC，解得aC＝1.5g，方向竖直向下，A正确。 提升关键能力 考点三　动力学中的连接体问题 巧用整体法、隔离法 (1)解题思路：处理连接体问题时，整体法与隔离法往往交叉使用，一般的思路为：先用整体法求加速度，再用隔离法求物体间的作用力。 (2)整体法：如果不需要求物体之间的相互作用力，且连接体的各部分具有相同的加速度，一般采用整体法列牛顿第二定律方程。 提升关键能力 (3)隔离法：如果需要求物体之间的相互作用力或连接体各部分加速度不同，一般采用隔离法列牛顿第二定律方程。应用隔离法时，一般先选受力较少的物体进行分析。 提升关键能力 提升关键能力 (2)两物体间的相互作用力与有无摩擦无关(若有摩擦，两物体与接触面间的动摩擦因数须相同)，与两物体间有无连接物、何种连接物(轻绳、轻杆、轻质弹簧)无关，而且物体系统处于平面、斜面、竖直方向都成立。 提升关键能力 [例3] (多选)如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，有两个物块P和Q，质量分别为m1和m2，用与斜面平行的轻质弹簧连接，在沿斜面向上的恒力F作用下，两个物块一起向上做匀加速直线运动，则(　　) BC 提升关键能力 提升关键能力 (1)两物块具有相同的加速度； (2)先分析整体受力，再隔离Q分析受力。 提升关键能力 提升关键能力 提升关键能力 考向2　上下叠放连接体 提升关键能力 [例4] (多选)如图所示，一个质量M＝3 kg、倾角为α＝45°的斜面体放在光滑水平地面上，斜面体上有一块质量为m＝1 kg的光滑楔形物体。用一水平向左的恒力F作用在斜面体上，系统恰好保持相对静止地向左运动。重力加速度g取10 m/s2，下列判断正确的是(　　) BD 提升关键能力 提升关键能力 提升关键能力 4．(前后共速连接体)(2024·全国甲卷)如图所示，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系物块P，P置于水平桌面上，与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘(质量可忽略)，盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m，并测量P的加速度大小a，得到a-m图像。重力加速度大小为g。在下列a-m图像中，可能正确的是(　　) D 提升关键能力 提升关键能力 提升关键能力 [例5] (复杂过程情境)如图所示，2021年5月15日，天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中，经大气层290 s的减速，速度从4.9×103 m/s减为4.6×102 m/s；打开降落伞后，经过90 s速度进一步减为1.0×102 m/s；与降落伞分离，打开发动机减速后处于悬停状态；经过对着陆点的探测后平稳着陆。若打开降落伞至分离前的运动可视为竖直向下运动，则着陆器(　　) B 升华核心素养 破情境 建模型 情境转化研析 A.打开降落伞前，只受到气体阻力的作用 B．打开降落伞至分离前，受到的合力方向竖直向上 C．打开降落伞至分离前，只受到浮力和气体阻力的作用 D．悬停状态中，发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力 升华核心素养 破情境 建模型 情境转化研析 解析：打开降落伞前，着陆器在大气层中做减速运动，则着陆器受大气的阻力作用以及火星的引力作用，A错误；着陆器打开降落伞至分离前做减速运动，则其加速度方向与运动方向相反，加速度方向向上，则合力方向竖直向上，B正确；在打开降落伞至分离前，受到浮力和气体的阻力以及火星的吸引力作用，C错误；悬停状态中，发动机喷火的反作用力是气体对发动机的作用力，由于还受到火星的吸引力，则发动机喷火的反作用力与气体的阻力不是平衡力，D错误。 升华核心素养 破情境 建模型 情境转化研析 5．(动态变化情境)某校举行托球跑步比赛，赛道为水平直道。比赛时，某同学将球置于球拍中心，运动过程中球拍的倾角始终为θ且高度不变，质量为m的乒乓球位于球拍中心相对球拍保持静止，如图所示。已知球受到的空气阻力大小与其速度v的大小成正比且方向与v相反，不计乒乓球和球拍之间的摩擦，重力加速度为g，则(　　) A．该同学刚开始运动时的加速度为g sin θ B．该同学先做匀加速运动后做匀速运动 C．匀速运动时空气阻力大小为mg tan θ D．匀速运动时球拍对乒乓球的弹力为mg cos θ C 升华核心素养 破情境 建模型 情境转化研析 升华核心素养 破情境 建模型 情境转化研析 请完成：课后跟踪训练（13） 温馨提示 谢谢观看！ A．发动机的最大推力为1.5Mg B．当飞行器以5 m/s匀速水平飞行时，发动机推力的大小为Mg C．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器的速率为5 m/s D．当飞行器以5 m/s的速率飞行时，其加速度大小可以达到3g 解析：飞行器关闭发动机，以v1＝10 m/s匀速下落时，有Mg＝kv12＝100k，飞行器以v2＝5 m/s向上匀速运动时，设最大推力为Fm，Fm＝Mg＋kv22＝Mg＋25k，可得Fm＝1.25Mg，k＝，A错误；飞行器以v3＝5 m/s匀速水平飞行时，F＝＝Mg，B正确；发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时f＝＝Mg＝ kv42，解得v4＝5 m/s，C正确；当飞行器最大推力向下，以v5＝5 m/s的速率向上减速飞行时，其加速度向下达到最大值，由牛顿第二定律得Fm＋Mg＋kv52＝Mam，解得am＝2.5g，故飞行器的加速度不可能达到3g，D错误。 A．L1的拉力大小为 mg B．L2的拉力大小为3mg C．若剪断L1，该瞬间小球甲的加速度大小为g D．若剪断L1，该瞬间小球乙的加速度大小为g 解析：对小球甲、乙整体受力分析可知，L1的拉力大小为 FT1＝2mg tan 60°＝2mg，L2的拉力大小为FT2＝＝4mg，A、B错误；剪断L1瞬间，弹簧的弹力不变，则小球乙受的合外力仍为0，加速度为0，D错误；对小球甲分析可知，甲受重力、弹簧向下的拉力、绳子L2对其的拉力，甲球的速度为0，将力沿着绳子方向和垂直绳子方向分解，沿绳方向合力为0，则剪断L1瞬间，甲球受到的合力 F合＝2mg sin 60°＝ma，由牛顿第二定律可知小球甲的加速度a＝ g，C正确。 考向1　前后共速连接体 连接体问题中力的分配原则 (1)如图所示，若外力F作用于m1上，则m1和m2的相互作用力F12＝；若作用于m2上，则F12＝。 A．两个物块一起运动的加速度大小为a＝ B．弹簧的弹力大小为F弹＝F C．若只增大m2，两物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变大 D．若只增大θ，两物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变大 解析：对整体受力分析，根据牛顿第二定律有F－(m1＋m2)g sin θ＝(m1＋m2)a，解得a＝－g sin θ，A错误；对Q受力分析，根据牛顿第二定律有F弹－m2g sin θ＝m2a，解得F弹＝，B正确；根据F弹＝＝可知，若只增大m2，两物块一起向上匀加速运 动时，弹簧弹力变大，根据胡克定律可知，弹簧伸长量变大，两物块的间距变大，C正确；根据F弹＝可知，只增大θ，两物块一起向上做匀加速运动时，弹力不变，根据胡克定律可知，弹簧伸长量不变，两物块的间距不变，D错误。 重要方程有：整体分析式F＝(mA＋mB)a；隔离A的分析式FA合力＝mAa＝F。 A．系统做匀速直线运动 B．F＝40 N C．斜面体对楔形物体的作用力大小为5 N D．增大力F，楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动 解析：对整体受力分析如图甲所示，由牛顿第二定律有F＝(M＋m)a，对楔形物体受力分析如图乙所示，由牛顿第二定律有mg tan 45°＝ma，可得F＝40 N，a＝10 m/s2，A错误，B正确； 斜面体对楔形物体的作用力FN2＝＝mg＝10 N，C错误；外力F增大，则斜面体加速度增加，由于斜面体与楔形物体间无摩擦力，则楔形物体将会相对斜面体沿斜面上滑，D正确。 解析：设P的质量为M，P与桌面间的滑动摩擦力为f；以P为研究对象，根据牛顿第二定律可得T－f＝Ma，以盘和砝码为研究对象，根据牛顿第二定律可得mg－T＝ma，联立可得a＝＝·m，可知当砝码的重力大于f时，才有一定的加速度，m越大加速度的大小越接近g的值，D正确。 解析：该同学刚开始运动时，加速度水平向右，速度为零，空气阻力为零，乒乓球受到球拍的支持力及自身重力，根据牛顿第二定律可得mg tan θ＝ma0，可得该同学刚开始运动时的加速度为a0＝g tan θ，A错误；空气阻力满足f＝kv，由牛顿第二定律可得mg tan θ－f＝ma，随着速度的增大加速度减小，故该同学先做加速度减小的加速运动，B错误；匀速运动时，加速度为零，由B解析表达式可知，空气阻力大小为f＝mg tan θ，C正确；匀速运动时，乒乓球在竖直方向满足FNcos θ＝mg，可得球拍对乒乓 球的弹力为FN＝，D错误。 $$